Mänskliga aktiviteter, som stadsplanering, bevattning och jordbruksgödsling, kan påverka markbundet kol, kväve- och vattenkretsloppsprocesser och akvatiska ekosystem.

Vissa mänskliga aktiviteter leder till vattenstress, skador på ekologisk miljö, inklusive sidoflöde av grundvatten, och frost- och tjälfronternas rörelse. Dessa förändringar förändrar i sin tur energibalansen och vattenbudgeten, och påverka vädret, klimat och miljö.

"Vi behöver en ny landytamodell för att beskriva dessa processer, " sa professor Xie Zhenghui från Institutet för atmosfärsfysik (IAP) vid den kinesiska vetenskapsakademin. "En omfattande landytamodell kan inte bara ge en plattform för simuleringar av vattenenergi, men också bidra till förvaltning av vattenresurser, miljöskydd och hållbar utveckling."

Xie och hans team införlivade scheman för lateralt flöde av grundvatten, människors vattenanvändning, dynamik från markens frys-tina front, transport av kväve i floden, och stadsplanering till en landytamodell, och utvecklade därmed en landytamodell CAS-LSM. Enligt Xie, den nuvarande versionen har förbättrat beskrivningarna av biogeokemiska processer och urbana moduler, jämfört med den tidigare versionen av denna modell.

"Den nyutvecklade modellen kan tillämpas på simulering av inre flodbassänger i torra områden för att kvantitativt utvärdera de ekohydrologiska effekterna av bäckvattenöverföring, ", sa Xie. "Kombinerat med bassängsimulering och klimatsystemmodeller, CAS-LSM kan övervaka flodvattenmiljön. Det kan också hjälpa till att kvantitativt utvärdera väder- och klimateffekter av vattenöverföring från syd till norr och ge råd för stadsplanering."

Denna serie av studier har publicerats i det speciella avsnittet "The Chinese Academy of Sciences Climate and Earth System Models (CAS-FGOALS and CAS-ESM) and Applications" i Journal of Geophysical Research—Atmosphere and Journal of Advances in Modeling Earth Systems .